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干酪乳杆菌在菠萝蜜汁乳酸发酵过程中的代谢组学和生物学活性变化
LWT-FoodScienceandTechnology
撰稿人徐颖超
菠萝蜜在东南亚地区十分流行，不仅含有高含量的碳水化合物和蛋白质，还具有一些功能特性如抗菌、消炎、降血糖等。研究发现，菠萝蜜果肉具有生产多种富含生物活性化合物的发酵食品的巨大潜力，如使用成熟的菠萝蜜果肉作为成分生产的酸奶与普通酸奶相比，蛋白质的消化率提高了2倍；益生菌菌株嗜酸乳杆菌在4°C菠萝蜜培养基中孵育21天后显示出高活性。成熟的菠萝蜜因其高糖的特点非常适合乳酸发酵工艺，可用于多种生物活性化合物的利用和生产。
益生菌的低存活率是使用果蔬汁作为发酵基质的主要挑战。然而，目前没有任何研究来确定菠萝蜜作为开发益生菌饮料的基质的适合性以及长期冷藏后益生菌细胞的存活率。近日，马来西亚布特拉大学食品科学与技术学院食品科学系BelalJ.Muhialdin使用菠萝蜜汁开发益生菌饮料并确定其感官特性并研究潜在的生物活性及其与发酵过程中产生的代谢产物的相关性。这项研究旨在评估使用菠萝蜜汁通过干酪乳杆菌ATCC的乳酸发酵开发益生菌饮料的潜力。相关成果以Metabolomicchangesandbiologicalactivitiesduringthelacto-fermentationofjackfruitjuiceusingLactobacilluscaseiATCC为题，发表在国际期刊LWT-FoodScienceandTechnology上。
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成果介绍
研究方法
研究人员将干酪乳杆菌ATCC接种于菠萝蜜汁中发酵，对发酵过程中的干酪乳杆菌计数以确定活菌中的活细胞计数；使用96孔微量滴定板和圆盘扩散测定法测定抗菌活性；分别使用DPPH测定法、FRAP测定法测定菠萝蜜汁的自由基清除活性和铁还原能力；使用1H-NMR分析法进行代谢组学分析研究发酵和未发酵的菠萝蜜汁之间的代谢物差异；对菠萝蜜汁样品进行感官性能评估。
研究结果
1.在37°C发酵24小时后，活细胞计数从6Log10CFUmL-1显著增加到8.Log10CFUmL-1，而在8°C条件下储存3周后降低到7.Log10CFUmL-1。
图18°C下储存的菠萝蜜汁中干酪乳杆菌ATCC细胞的存活率
2.抗氧化剂活性增加至.mMFe（II）/mg和DDPHIC50为15.65mg/mL。
3.对大肠杆菌：H7（95％），沙门氏菌（98％）和金黄色葡萄球菌（95％）具有较强的抗菌活性。
4.发酵过程中，糖含量降低，异亮氨酸、乳酸、γ-氨基丁酸、乙酸、乙酰丙酮和葡萄糖酸含量显著升高。
图2发酵和未发酵菠萝蜜汁的1H-NMR数据；（A）用MestReNova分析的1H-NMR谱图，（B）PCA分数和（C）用SIMCA-P分析的PCA载量
5.发酵和未发酵菠萝蜜汁的总体感官特性均未见显著差异。
研究结论
该研究团队发现菠萝蜜汁是可在乳酸发酵生产益生菌饮料过程中使用的合适底物。干酪乳杆菌在发酵24小时后迅速增加，并在8°C的发酵液储存3周期间显示出高存活率。与未发酵的果汁相比，发酵的菠萝蜜果汁的抗氧化和抗菌活性显著增强。发酵的菠萝蜜汁中的生物活性代谢物包括异亮氨酸、乳酸、γ-氨基丁酸、乙酸、乙酰丙酮和葡萄糖酸明显增加。感官评价显示出发酵汁的可接受性高。
创新性/应用前景发酵过程增强菠萝蜜的抗菌活性
发酵菠萝蜜汁具有很强的生物活性
抗氧化和抗菌活性与代谢组学变化相关
益生菌在发酵的菠萝蜜汁中高度存活
菠萝蜜具有开发非乳益生菌饮料的巨大潜力
应用前景
可使用不同的益生菌菌株对菠萝蜜汁进行乳酸发酵，以大规模生产基于菠萝蜜的益生菌饮料。可进行进一步的研究，以通过优化的包封技术增强益生菌的生物利用度。
参考文献